В ночь на 22 сентября польские защитники Гродно покинули город, и утром он был занят советскими частями, которым бои за город обошлись в 57 убитых, 159 раненных, было подбито 19 танков и 4 бронемашины. 6-я кавдивизия приняла у немцев Белосток, а 11-я кавдивизия достигла района Крынки-Бялостоцкие. Войска 3-й и 11-й армий продолжали нести охрану латвийской и литовской границ. На южном участке фронта войска 4-й армии приняли у немцев Брест, в котором состоялся широко известный ныне парад советских и германских войск, промаршировавших перед трибуной, на которой рядом стояли генерал Г. Гудериан и комбриг С.М. Кривошеин (будущий Герой Советского Союза, дошедший до Берлина). 23 сентября части 27-й танковой бригады заняли Сувалки. 11-я армия начала передислокацию вдоль литовской границы к Гродно, а 10-я армия продолжала продвижение на запад во втором эшелоне фронта. 25 сентября войска получили директиву наркома обороны № 011 и приказ Военного совета Белорусского фронта № 06, предупреждавшие, что "при движении армии с достигнутого рубежа Августов - Белосток Брест-Литовск на запад на территории, оставляемой Германской армией, возможно, что поляки будут рассыпавшиеся части собирать в отряды и банды, которые совместно с польскими войсками, действующими под Варшавой, могут оказать нам упорное сопротивление и местами наносить контрудары"334 .
По согласованию с германским командованием войска Белорусского фронта планомерно продвигались на запад. К 26-27 сентября войска 3-й и 11-й армий закрепились на границе с Литвой и Восточной Пруссией до Щучина. Южнее на фронте Гонёндз - Кнышин развернулись 20-я мотострелковая и 6-я танковая бригады. 6-я и 11-я кавдивизии вышли к Высоке-Мазовецке, а 13-я и 4-я стрелковые дивизии развернулись на фронте южнее Белостока до р. Нарев. 8-я стрелковая дивизия из состава 4-й армии перешла р. Западный Буг и приняла у немцев Бялу-Подляску. К 28-29 сентября войска продвинулись до линии Щучин Стависки - Ломжа - Замбрув - Цехановец - Косув-Ляцки - Соколув-Подляски Лосице - Мендзижец-Подляски.
На Украинском фронте войска 5-й армии, возобновив продвижение с 23 сентября, сломили сопротивление польских частей на р. Западный Буг у Холма и 30 сентября были остановлены на линии Пугачув - Пяски - Пиотркув Кржемень - Билгорай. Войска 6-й армии, возобновившие с 25 сентября продвижение на запад, к исходу 26 сентября вышли на фронт Рава-Русская Немиров - Яворов - Рудки. К 28 сентября войска армии вышли на среднее течение р. Сан от Билгорая до Перемышля. 24 сентября войска 12-й армии начали продвижение на запад, приняв у немцев Дрогобыч. 26 сентября передовой отряд 16-й кавдивизии прибыл на станцию Бескид, занятую, как оказалось, 23 сентября венгерскими войсками. Попытка контакта с венграми вызвала с их стороны обстрел из ручного оружия. Ответный артиллерийский огонь советских бронемашин привел к прекращению стрельбы и отходу венгерских солдат в железнодорожный туннель на границе. По сведениям местных жителей, туннель был минирован; ситуация на этом участке границы с Венгрией была нормализована после переговоров335 . 27 сентября 4-й кавкорпус и 26-я танковая бригада вели бои с поляками у Журавинец. 28 сентября 5-й кавкорпус вышел к верховьям р. Сан и на границу с Венгрией.
Тем временем 23 сентября Риббентроп сообщил в Москву о готовности прибыть на переговоры и запросил удобное для этого время. Советское правительство предложило 27-28 сентября, и, учитывая настроения правящих кругов Англии и Франции относительно "линии Керзона", уже вечером 25 сентября Сталин и Молотов передали Шуленбургу предложение обсудить на будущих переговорах передачу в советскую сферу интересов Литву, а взамен они были готовы отказаться от части Варшавского и Люблинского воеводств до Буга. Сталин сказал, что если немцы согласны на это, то "СССР немедленно возьмется за решение проблемы прибалтийских государств, в соответствии с протоколом от 23 августа, и ожидает в этом деле полную поддержку со стороны германского правительства"336 .